紅外感應(yīng)式燈控芯片應(yīng)用論文
時間:2022-06-25 10:03:00
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摘要:介紹了具有紅外感應(yīng)的燈控芯片PT8A2621的主要特點、引腳功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,同時對PT8A2621的具體應(yīng)用操作作了較詳細(xì)的闡述。最后給出了它的典型應(yīng)用電路。
關(guān)鍵詞:燈控;紅外;override控制;PIR
1概述
PT8A2621是PT公司生產(chǎn)的一種采用CMOS技術(shù)制作的大規(guī)模集成電路芯片LSI,主要用于紅外感應(yīng)式運動人體的燈控方面。其輸出采用繼電器控制方式,可廣泛用于走廊、櫥房、庭院、會議室、倉庫、貨棧的節(jié)能照明以及其它應(yīng)用領(lǐng)域。
PT8A2621的主要特點如下:
●內(nèi)含兩級運算放大器,可用于放大信號和濾除噪聲干擾;
●片內(nèi)具有穩(wěn)壓電源,可輸出3.6V電壓;
●有三種可控工作模式:ON/AUTO/OFF;
●輸出電平適于繼電器控制方式;
●可采用越權(quán)override控制功能;
●當(dāng)過零檢測ZC端信號消失超過3秒時,芯片自動復(fù)位;
PT8A2621芯片有16腳DIP或SOP兩種封裝形式。
2引腳功能
PT8A2621的引腳功能如表1所列。
表1PT8A2621的引腳功能
引腳號名稱功能描述
1GND地端
2RELAY繼電器驅(qū)動輸出端,輸出為高時有效
3OSCD輸出定時振蕩器外接RC端,通過RC調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動繼電器的持續(xù)時間
4OSCS系統(tǒng)振蕩器外接RC端,用于設(shè)置系統(tǒng)工作頻率,其額定頻率為16kHz
5ZC交流(AC)過零檢測端,內(nèi)端施密特觸發(fā)器
6CDSCDS控制輸入端,通過檢測光敏電阻端電壓來判別是白天還是夜晚
7MODE工作模式選擇輸入端。接至Vcc,2腳輸出保護為ON;接地時為OFF;開路時為AUTO
8Vcc電源端,5V
9VEE內(nèi)部穩(wěn)壓器輸出端,輸出電壓3.6V,連接PIR(精密紅外跟蹤)傳感器
10RST芯片RESET輸入端,低有效
11OP1P第一級運放同相輸入端,可直接連接到PIR傳感器的輸出
12OP1N第一級運放反相輸入端
13OP1O第一級動放輸出端
14OP2P第二級運放的同相輸入端
15OP2N第二級動放的反相輸入端
16OP2O第二級運放的輸出端
3工作原理
PT8A2621的內(nèi)部電路框圖如圖1所示,各部分電路的功能如下:
3.1輸入放大濾波和比較電路
該器件中的PIR傳感器可將檢測到的、由人體運動引起的功率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?。該電壓?jīng)運放OP1和OP2放大濾波后進入比較器電路,和設(shè)置的閥值VTH=2.05VVTL=1.55V進行比較,比較器的輸入輸出波形關(guān)系如圖2所示。
PIR傳感器的電源由芯片內(nèi)部的一個穩(wěn)壓器供給,VEE端的電壓為3.6V,具有4mA的負(fù)載能力。另外,芯片內(nèi)部穩(wěn)壓器還可為運放OP2同相端提供1.8V的電壓。
3.2工作模式的選擇
PT8A2621有ON、AUTO和OFF三種工作模式可供選擇。
在ON模式,輸出端RELAY引腳一直為高,從而為繼電器提供驅(qū)動電壓。在OFF模式,RELAY引腳一直為低電平。在AUTO模式,RELAY引腳輸出通常為低,只有當(dāng)PIR輸入信號為有效觸發(fā)時,才在一定時間內(nèi)由OSCD引腳外接的RC值確定輸出高電平,然后返回OFF模式。
PIR的有效觸發(fā)包含下面三種情況:第一是在兩秒內(nèi)多于3次觸發(fā)時;第二是有一個觸發(fā)信號,但脈寬大于340ms時;第三是在2s內(nèi)有2次觸發(fā),其中一個脈寬大于160ms時。但PIR的有效觸發(fā)能否使引腳RELAY輸出為高,還得受諸如CDS引腳電平等控制條件的限制參見圖2。
芯片的三種工作模式可通過改變MODE引腳的接法來實現(xiàn)。表2給出了相應(yīng)的接法。
表2MODE引腳的接法
MODE引腳接至的位置工作模式
VccON
GNDOFF
開路AUTO
3.3OSCS和OSCD
通過OSCS引腳外接的RC電路可產(chǎn)生16kHz的系統(tǒng)頻率,該頻率經(jīng)計數(shù)分頻后加于控制電路,同時還可用于控制延遲電路的工作。
而延遲振蕩則通過OSCD引腳外接的RC電路來獲得從AUTO模式轉(zhuǎn)換為ON模式的接通時間。
3.4CDS控制
如果將CDS引腳通過一光敏電阻器連接到地。那么,在白天有光照時,CDS引腳為低電平;而在夜晚缺少光照時,CDS引腳為高電平。由于CDS引腳內(nèi)接有施密特觸發(fā)器,因此,可用于控制使能PIR的有效觸發(fā),即當(dāng)CDS引腳為高時,PIR的有效觸發(fā)才能使RELAY腳輸出為高,也就是說,CDS控制的目的是為了區(qū)別白天和夜晚,從而使白天控制燈不會點亮。CDS引腳的高電平必須大于5秒才具有使能作用。若不用CDS控制,可將CDS引腳接至VCC。
3.5上電初始化和RESET
PT8A2621芯片的上電初始化時間為40sRST引腳開路,若RST引腳接一外電容CRST到地,可以延長芯片上電初始化時間。在上電初始化時間內(nèi),PIR觸發(fā)被禁止。
3.6ZC控制
由于PT8A2621的ZC引腳內(nèi)接施密特電路,因而可對ZC引腳的輸入信號進行過零檢測。若ZC信號消失大于3s,芯片將重新初始化,初始化時間為40s,此時RST引腳的外接電容對其沒有影響。
圖3PT8A2621的典型應(yīng)用電路
3.7越權(quán)控制override
PT8A2621芯片同時具有越權(quán)控制功能。所謂越權(quán)控制是指通過切換電源開關(guān)在3s內(nèi)切換電源開關(guān)兩次來改變芯片工作模式的控制功能。當(dāng)芯片工作于AUTO模式時:若進行越權(quán)控制,則芯片可從AUTO模式轉(zhuǎn)向ON模式,此時若再進行越權(quán)控制,則芯片又將返回AUTO模式;若ON模式不再出現(xiàn)越權(quán)控制,則芯片在ON模式工作8小時后自動返回AUTO模式。越權(quán)控制是通過ZC引腳的輸入信號來實現(xiàn)的。
4應(yīng)用
PT8A2621的典型應(yīng)用電路如圖3所示。圖中,S1開關(guān)可以用作越權(quán)控制,芯片的VCC電壓通過整流穩(wěn)壓電路提供,繼電器J1用于燈控,電路的其它部分功能前面已經(jīng)說明,這里不再贅述。
由于PT8A2621芯片的控制功能較多,除圖3所示的節(jié)能燈控外,也可以用來設(shè)計一個紅外報警器。此外,工作在AUTO模式時,也可以用越權(quán)控制功能對多個燈進行同開同關(guān)的控制。